Meskipunkatup plastikTerkadang dianggap sebagai produk khusus—pilihan utama bagi mereka yang memproduksi atau merancang produk perpipaan plastik untuk sistem industri atau yang membutuhkan peralatan ultra-bersih—singkatnya, diasumsikan bahwa katup ini tidak memiliki banyak kegunaan umum. Faktanya, katup plastik saat ini memiliki beragam kegunaan, karena jenis materialnya terus berkembang, dan perancang yang handal yang membutuhkan material ini berarti semakin banyak cara untuk menggunakan alat multifungsi ini.

SIFAT-SIFAT PLASTIK

Keunggulan katup termoplastik sangat luas—ketahanan terhadap korosi, kimia, dan abrasi; dinding bagian dalam yang halus; ringan; kemudahan pemasangan; masa pakai yang lama; dan biaya siklus hidup yang lebih rendah. Keunggulan ini telah menyebabkan penerimaan katup plastik yang luas dalam aplikasi komersial dan industri seperti distribusi air, pengolahan air limbah, pemrosesan logam dan kimia, makanan dan farmasi, pembangkit listrik, kilang minyak, dan mo. Katup plastik dapat diproduksi dari sejumlah bahan berbeda yang digunakan dalam sejumlah konfigurasi. Katup termoplastik yang paling umum terbuat dari polivinil klorida (PVC), polivinil klorida terklorinasi (CPVC), polipropilena (PP), dan polivinilidena fluorida (PVDF). Katup PVC dan CPVC umumnya disambungkan ke sistem perpipaan dengan ujung soket penyemenan pelarut, atau ujung berulir dan bergelang; sedangkan, PP dan PVDF memerlukan penyambungan komponen sistem perpipaan, baik dengan teknologi fusi panas, butt, atau elektro.

Katup termoplastik unggul dalam lingkungan korosif, tetapi juga sama bermanfaatnya dalam layanan air umum karena bebas timbal1, tahan dezincifikasi, dan tidak akan berkarat. Sistem perpipaan dan katup PVC dan CPVC harus diuji dan disertifikasi sesuai standar NSF [National Sanitation Foundation] 61 untuk dampak kesehatan, termasuk persyaratan rendah timbal untuk Lampiran G. Pemilihan material yang tepat untuk cairan korosif dapat dilakukan dengan merujuk pada panduan ketahanan kimia produsen dan memahami pengaruh suhu terhadap kekuatan material plastik.

Meskipun polipropilena memiliki kekuatan setengah dari PVC dan CPVC, polipropilena memiliki ketahanan kimia yang paling serbaguna karena tidak ada pelarut yang diketahui. PP berkinerja baik dalam asam asetat dan hidroksida pekat, dan juga cocok untuk larutan yang lebih ringan dari sebagian besar asam, alkali, garam, dan banyak bahan kimia organik.

PP tersedia sebagai material berpigmen atau tidak berpigmen (alami). PP alami terdegradasi parah oleh radiasi ultraviolet (UV), tetapi senyawa yang mengandung lebih dari 2,5% pigmentasi karbon hitam dapat distabilkan secara memadai oleh UV.

Sistem perpipaan PVDF digunakan dalam berbagai aplikasi industri, mulai dari farmasi hingga pertambangan, berkat kekuatan, suhu kerja, dan ketahanan kimia PVDF terhadap garam, asam kuat, basa encer, dan berbagai pelarut organik. Berbeda dengan PP, PVDF tidak terdegradasi oleh sinar matahari; namun, plastiknya transparan terhadap sinar matahari dan dapat memaparkan cairannya terhadap radiasi UV. Meskipun formulasi PVDF alami tanpa pigmen sangat baik untuk aplikasi dalam ruangan dengan kemurnian tinggi, penambahan pigmen seperti pewarna merah food grade akan memungkinkan paparan sinar matahari tanpa efek buruk pada media cairan.

Sistem plastik memiliki tantangan desain, seperti sensitivitas terhadap suhu serta ekspansi dan kontraksi termal, tetapi para insinyur dapat dan telah merancang sistem perpipaan yang tahan lama dan hemat biaya untuk lingkungan umum dan korosif. Pertimbangan desain utama adalah koefisien ekspansi termal plastik lebih besar daripada logam—misalnya, termoplastik lima hingga enam kali lipat koefisien ekspansi termal baja.

Saat merancang sistem perpipaan dan mempertimbangkan dampaknya terhadap penempatan katup dan penyangga katup, salah satu pertimbangan penting dalam termoplastik adalah elongasi termal. Tegangan dan gaya yang dihasilkan dari ekspansi dan kontraksi termal dapat dikurangi atau dihilangkan dengan memberikan fleksibilitas pada sistem perpipaan melalui perubahan arah yang sering atau penggunaan loop ekspansi. Dengan memberikan fleksibilitas ini di sepanjang sistem perpipaan, katup plastik tidak perlu menyerap tegangan terlalu banyak (Gambar 1).

Karena termoplastik sensitif terhadap suhu, peringkat tekanan katup menurun seiring kenaikan suhu. Berbagai material plastik memiliki penurunan tekanan yang sesuai seiring kenaikan suhu. Suhu fluida mungkin bukan satu-satunya sumber panas yang dapat memengaruhi peringkat tekanan katup plastik—suhu eksternal maksimum perlu menjadi bagian dari pertimbangan desain. Dalam beberapa kasus, tidak merancang untuk suhu eksternal perpipaan dapat menyebabkan kendur berlebih karena kurangnya penyangga pipa. PVC memiliki suhu layanan maksimum 140°F; CPVC memiliki suhu maksimum 220°F; PP memiliki suhu maksimum 180°F; dan katup PVDF dapat mempertahankan tekanan hingga 280°F (Gambar 2).

Di sisi lain skala suhu, sebagian besar sistem perpipaan plastik bekerja cukup baik pada suhu di bawah titik beku. Faktanya, kekuatan tarik pada perpipaan termoplastik meningkat seiring penurunan suhu. Namun, ketahanan benturan sebagian besar plastik menurun seiring penurunan suhu, dan kerapuhan muncul pada material perpipaan yang terpengaruh. Selama katup dan sistem perpipaan yang berdekatan tidak terganggu, tidak terancam oleh benturan atau benturan benda, dan perpipaan tidak terjatuh saat penanganan, dampak buruk pada perpipaan plastik dapat diminimalkan.

JENIS KATUP TERMOPLASTIK

katup bola,katup periksa,katup kupu-kupuKatup diafragma tersedia dalam berbagai material termoplastik untuk sistem perpipaan tekanan Schedule 80 yang juga memiliki beragam pilihan trim dan aksesori. Katup bola standar umumnya memiliki desain union sejati untuk memudahkan pelepasan badan katup untuk perawatan tanpa mengganggu pipa penghubung. Katup periksa termoplastik tersedia dalam bentuk katup bola, katup ayun, katup y, dan katup kerucut. Katup kupu-kupu mudah dipadukan dengan flensa logam karena sesuai dengan lubang baut, lingkaran baut, dan dimensi keseluruhan ANSI Kelas 150. Diameter dalam yang halus dari komponen termoplastik semakin meningkatkan kontrol presisi katup diafragma.

Katup bola berbahan PVC dan CPVC diproduksi oleh beberapa perusahaan AS dan asing dalam ukuran 1/2 inci hingga 6 inci dengan sambungan soket, ulir, atau flensa. Desain union sejati katup bola kontemporer mencakup dua mur yang disekrupkan ke badan katup, yang menekan segel elastomer di antara badan katup dan konektor ujung. Beberapa produsen telah mempertahankan panjang pemasangan katup bola dan ulir mur yang sama selama beberapa dekade agar katup lama dapat diganti dengan mudah tanpa modifikasi pada pipa yang terpasang.

Katup bola dengan segel elastomer etilena propilena diena monomer (EPDM) harus disertifikasi NSF-61G untuk digunakan dalam air minum. Segel elastomer fluorokarbon (FKM) dapat digunakan sebagai alternatif untuk sistem yang memerlukan kompatibilitas kimia. FKM juga dapat digunakan di sebagian besar aplikasi yang melibatkan asam mineral, kecuali hidrogen klorida, larutan garam, hidrokarbon terklorinasi, dan minyak bumi.

Gambar 3. Katup bola berflensa yang terpasang pada tangki. Gambar 4. Katup periksa bola yang dipasang vertikal. Katup bola PVC dan CPVC, berukuran 1/2 inci hingga 2 inci, merupakan pilihan yang layak untuk aplikasi air panas dan dingin di mana tekanan air non-kejutan maksimum dapat mencapai 250 psi pada suhu 73°F. Katup bola yang lebih besar, berukuran 2-1/2 inci hingga 6 inci, akan memiliki peringkat tekanan yang lebih rendah, yaitu 150 psi pada suhu 73°F. Umumnya digunakan dalam pengangkutan bahan kimia, katup bola PP dan PVDF (Gambar 3 dan 4), tersedia dalam ukuran 1/2 inci hingga 4 inci dengan sambungan soket, ulir, atau ujung berflensa, umumnya memiliki peringkat tekanan air non-kejutan maksimum sebesar 150 psi pada suhu ruangan.

Katup periksa bola termoplastik mengandalkan bola dengan berat jenis lebih rendah daripada air, sehingga jika tekanan di sisi hulu hilang, bola akan terbenam kembali ke permukaan penyegelan. Katup ini dapat digunakan dalam layanan yang sama dengan katup bola plastik serupa karena tidak menambahkan material baru ke dalam sistem. Jenis katup periksa lainnya mungkin menggunakan pegas logam yang mungkin tidak tahan lama di lingkungan korosif.

Gambar 5. Katup kupu-kupu dengan lapisan elastomer. Katup kupu-kupu plastik dengan ukuran 2 inci hingga 24 inci populer untuk sistem perpipaan berdiameter lebih besar. Produsen katup kupu-kupu plastik memiliki pendekatan yang berbeda-beda terhadap konstruksi dan permukaan penyegelan. Beberapa menggunakan lapisan elastomer (Gambar 5) atau cincin-O, sementara yang lain menggunakan cakram berlapis elastomer. Beberapa membuat badan katup dari satu bahan, tetapi komponen internal yang terbasahi berfungsi sebagai bahan sistem, yang berarti badan katup kupu-kupu polipropilena dapat berisi lapisan EPDM dan cakram PVC atau beberapa konfigurasi lain dengan termoplastik dan segel elastomer yang umum ditemukan.

Pemasangan katup kupu-kupu plastik sangat mudah karena katup ini diproduksi dengan gaya wafer dan dilengkapi segel elastomer yang dirancang di dalam bodinya. Katup ini tidak memerlukan tambahan gasket. Karena dipasang di antara dua flensa yang berpasangan, pemasangan baut katup kupu-kupu plastik harus dilakukan dengan hati-hati dengan meningkatkan torsi baut yang disarankan dalam tiga tahap. Hal ini dilakukan untuk memastikan segel yang merata di seluruh permukaan dan tidak ada tekanan mekanis yang tidak merata pada katup.

Gambar 6. Katup diafragma. Para profesional katup logam akan merasa familiar dengan tampilan katup diafragma plastik dengan roda dan indikator posisi (Gambar 6); namun, katup diafragma plastik memiliki beberapa keunggulan tersendiri, termasuk dinding bagian dalam bodi termoplastik yang halus. Serupa dengan katup bola plastik, pengguna katup ini memiliki opsi untuk memasang desain sambungan sejati, yang dapat sangat berguna untuk pekerjaan perawatan katup. Atau, pengguna dapat memilih sambungan berflensa. Karena banyaknya pilihan material bodi dan diafragma, katup ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi kimia.

Seperti halnya katup apa pun, kunci untuk mengaktifkan katup plastik adalah menentukan persyaratan operasional seperti pneumatik versus listrik dan daya DC versus AC. Namun, dengan katup plastik, perancang dan pengguna juga harus memahami jenis lingkungan di sekitar aktuator. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, katup plastik merupakan pilihan yang tepat untuk situasi korosif, termasuk lingkungan korosif eksternal. Oleh karena itu, material rumah aktuator untuk katup plastik merupakan pertimbangan penting. Produsen katup plastik memiliki pilihan untuk memenuhi kebutuhan lingkungan korosif ini dalam bentuk aktuator berlapis plastik atau casing logam berlapis epoksi.

Seperti yang ditunjukkan artikel ini, katup plastik saat ini menawarkan berbagai pilihan untuk aplikasi dan situasi baru.